文件加密系统课程设计.docx

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文件加密系统课程设计

仲恺农业工程学院

课程设计

文件加密

姓名孙浩斌

院（系）信息科学与技术学院

专业年级计算机132

学号

指导教师罗慧慧

职称学生

起止时间2015-6-15至2015-6-24

仲恺农业工程学院教务处制

一.课程设计目的和要求

设计目的

有时我们有些资料不希望别人看到，最常用的方法就是加密。

对给定的相关文件进行加密可以对文件进行保护，可以防止某些重要信息不被别人所知道甚至窃取。

对文件起到保护作用，可以方便用户使用某些只有自己能知道的信息，能够安全保护文件的相关内容几信息不被外流。

随着信息社会的到来，人们在享受信息资源所带来的巨大的利益的同时，也面临着信息安全的严峻考验。

信息安全已经成为世界性的现实问题，信息安全问题已威胁到国家的政治、经济、军事、文化、意识形态等领域，同时，信息安全问题也是人们能否保护自己的个人隐私的关键。

信息安全是社会稳定安全的必要前提条件。

通过课程设计，使学生了解高级程序设计语言的结构，逐渐培养学生的编程能力、用计算机解决实际问题的能力,掌握基本的程序设计过程和技巧，掌握基本的分析问题和利用计算机求解问题的能力，具备初步的高级语言程序设计能力。

为后续各门计算机课程的学习和毕业设计打下坚实基础。

程序设计的主要任务是要求学生遵循软件开发过程的基本规范，运用结构化程序设计的方法，按照课程设计的题目要求，分析、设计、编写、调试和测试程序及编写设计报告。

本课程设计的目标：

1.巩固《高级语言程序设计》课程学习的内容和加深学生对基本知识的理解和掌握。

2.掌握编程和程序调试的基本技能。

3.掌握软件设计的方法。

4.提高运用程序设计解决实际问题的能力。

5.培养独立思考、综合运用所学有关相应知识的能力。

6.强化上机动手编程能力，闯过理论与实践相结合的难关！

设计要求

1.分析课程设计题目的要求，根据所要求的程序功能，画出程序的流程图。

2.对系统功能模块进行分析，写出详细设计说明文档。

3.对程序源代码进行调试与测试，使其能正确运行。

4.设计完成的软件要便于操作和使用。

5.设计完成后提交课程设计报告。

设计意义

至今，密码技术是取得信息安全性最有效的一种方法,密码技术是信息安全的核心技术。

通过数据加密，人们可以有效地保证通信线路上的内容不被泄露，而且还可以检验传送信息的完整性。

进一步，密码技术可以应用于数字签名、身份认证和信息鉴定，这些应用对于资源存取控制以及其它安全措施是必须而且有效的。

相对于防病毒软件和防火墙软件来说，基于密码技术密码类产品、认证类产品份额相对较小，但随着金融、电信、政府等行业信息化建设对于网络安全整体解决方案需求的增加，将会有较大的增长。

二．课程设计任务内容

背景

加密技术是电子商务采取的主要安全保密措施，是最常用的安全保密手段,利用技术手段把重要的数据变为乱码（加密）传送，到达目的地后再用相同或不同的手段还原（解密）。

加密技术包括两个元素：

算法和密钥。

算法是将普通的文本（或者可以理解的信息）与一窜数字（密钥）的结合，产生不可理解的密文的步骤，密钥是用来对数据进行编码和解码的一种算法。

在安全保密中，可通过适当的密钥加密技术和管理机制来保证网络的信息通讯安全。

功能需求

实现对文件的加密与解密，要求有图形用户界面。

细则如下:

1.能够对一个文件进行加密。

2.加密后生成一个新文件，并且原文件删除。

3.能将加密生成的文件还原成原文件。

4.能够统计文件中单词个数。

三．模块设计

系统模块

包括四个模块：

加密模块，解密模块，显示模块，统计单词模块

图3-1系统模块图

主函数流程图

在主函数中，利用switch语句实现对各个项目的函数调用。

图3-2主函数流程图

函数流程图

加密函数流程图

先读取原文件数据，将原文件称需经过特定条件转换后存放到另一个文件夹。

加密过程，即将读取文件的字符根据加密公式转化为别的字符实现加密。

但由于后面的解密重要判断是否已经是加密文件，所以在文件末尾做记号标记。

存到另一文件夹后关闭文件，最后用remove,rename两个函数实现删除源文件，将加密后文件命名为原文件名，这样只剩下一个加密文件了。

图3-3加密函数流程图

解密函数流程图

先判断是否已经加密，这时要利用加密函数中使用的标识符，可以用fseek函数读取文件末尾的标识符判断是否已加密。

若是则解密，否则不解密。

图3-4解密函数流程图

显示函数流程图

利用文件的操作，用fgetc函数从文件读取数据，再用putchar函数将数据显示到屏幕。

图3-5显示函数流程图

统计单词流程图

从文件中读取字符串，存到数组中。

接着从字符串中读取一个英文单词，出来与要统计的单词比较（strcmp函数），定义一个计数的变量实现记录单词出现的次数。

图3-6统计单词流程图

四．软件使用说明

进入界面

输入0—5，实现不同功能。

图4-1

若输入错误，重新输入。

图4-2

加密文件

输入要加密文件名，文档内容。

图4-3

图4-4

图4-5

解密文件

输入进入系统密码

图4-6

图4-7

图4-8

图4-9

图4-10

显示文件

图4-11

统计单词个数

图4-12

程序存在问题:

1.没有独立的磁盘管理功能，没有能从磁盘开辟空间，对文件进行定义，分区存储以及管理。

?

2.加密解密方式过于简单，并没有实现完全的加密封锁。

虽然进行了转码，能避免重要信息直接以明文的方式呈现，但是假如有入侵者获取了控制权，虽然他不能够获取文件的信息，但是他可以把这个文件直接删除，或者做一些损坏性的操作。

这堆用户来说依然是不安全的。

程序改进方案：

1、本程序采用的按字符异或加密的算法是一种比较简单的加密算法，安全性较差，若对文件保密性要求比较高，则可采用一些复杂的算法进行加密。

2、本程序入口只能输入要加密或解密的目标文件名，而对加密或解密后的文件不能自定义，只能用程序提供的和存放文件，这样，当对同一目录下多个文档加密时，加密解密操作后的文件会替换原来的文件，造成数据丢失;

五．课程设计心得与体会

关于对程序编写的心得

这个程序看起来挺简单的，但对于对C语言还是初学者的我，还是显得有些难度的。

在编写的过程中，由于粗心经常出现一些比较简单的错误，比如遗漏逗号、双引号、小括号，以及项目名称，从而导致出现乱码。

C编译的程序对语法检查并不象其它高级语言那么严格，这就给编程人员留下“灵活的余地”，但还是由于这个灵活给程序的调试带来了许多不便，尤其对初学C语言的人来说，经常会出一些连自己都不知道错在哪里的错误。

看着有错的程序，不知该如何改起！

但是，通过上网查询还有在老师、学长和同学的帮助下，我最终还是完成了程序的编写。

对于课程设计的心得体会

作为计算机类本科生教学的主要基础课之一,课程紧密结合计算机课程类的专业特点,系统介绍操作系统的基本知识,基本组成,体系结构和工作模式,从而使学生能较清楚地了解操作系统的知识，建立起系统的概念。

这次操作系统课程设计用时两个个星期，在整整两个一星期的日子里，可以说得是大家积极努力准备，同时可以学到很多很多的的东西，不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。

以前，在写一个程序的时候，我总是不细心，怕很浪费时间。

但是，这次课程设计完全改变了我以前的那种错误的认识，以前我接触的那些程序都是很短、很基础的，但是在课程设计中碰到的那些需要很多代码才能完成的任务，在做设计的过程中，我们每一步要做什么，每一步要完成什么任务都有一个很清楚的思路，

其次，以前对于编程工具的使用还处于一知半解的状态上，但是经过一段上机的实践，对于怎么去排错、查错，怎么去看每一步的运行结果，确保程序的正确性上都有了很大程度的提高。

通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。

在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对以前所学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固。

这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多编程问题，最后在同学和老师的辛勤指导下，终于游刃而解。

附录1：

参考文献

1.谭浩强：

C程序设计，清华大学出版社，2005年7月第三版

2.谭浩强：

C++程序设计，清华大学出版社，2004年6月第一版

3.谭浩强，张基温，唐永炎：

编着,C语言程序设计教程.北京：

高等教育出版

社，1992

4.操作系统教程（费祥林，骆斌）

附录2：

程序代码

#include<>

#include<>

#include<>

#include<>

#include<>

#defineM20/*宏定义文件名字符串数组大小*/

#defineN20/*宏定义解密码字符串数组大小*/

#defineW20/*宏定义单词字符串数组大小*/

#defineF1000/*宏定义文件读取字符串数组大小*/

#defineE3/*宏定义解密系统密码输入次数*/

charmina[]="ulinchen";/*初始化解密系统进入密码*/

voidmenu（void）;/*主菜单*/

voidshuru（void）;/*输入*/

voidjiami（void）;/*加密*//*函数原型*/

voidjiemi（void）;/*解密*/

voidshow（void）;/*显示*/

voidcount（void）;/*统计单词数*/

intjudge（void）;/*是否继续判断函数*/

intmain（）

{

charnum;

while

（1）

{

menu（）;/*显示主菜单*/

scanf（"%c",&num）;/*输入数字0--5*/

fflush（stdin）;/*清除数据流，防止恶意输入字符串，

直接操作以第一个字符后面字符串为名的文件*/

switch（num）/*选择语句*/

{

case'0':

/*选择0*/

printf（"\n"）;

exit（0）;

case'1':

/*选择1*/

system（"cls"）;

shuru（）;/*输入*/

printf（"\n按任意键返回主菜单"）;

break;

case'2':

/*选择2*/

system（"cls"）;

jiami（）;/*加密*/

printf（"\n按任意键返回主菜单"）;

break;

case'3':

/*选择3*/

system（"cls"）;

jiemi（）;/*解密*/

printf（"\n按任意键返回主菜单"）;

break;

case'4':

/*选择4*/

system（"cls"）;

show（）;/*显示*/

printf（"\n按任意键返回主菜单"）;

break;

case'5':

/*选择5*/

system（"cls"）;

count（）;/*统计单词数*/

printf（"\n按任意键返回主菜单"）;

break;

default:

/*输入错误*/

printf（"\n\t\t输入错误，请重新输入。

（按任意键返回主菜单）"）;

break;

}

getch（）;/*等待输入，是界面停留*/

fflush（stdin）;/*清除数据流*/

system（"cls"）;/*清屏*/

}

}

voidmenu（void）/*主菜单函数*/

{

printf（"\n\n"）;

printf（"\t********************************************************\n"）;

printf（"\t**\n"）;

printf（"\t*1--输入2--加密3--解密4--显示5--统计0--退出*\n"）;

printf（"\t**\n"）;

printf（"\t********************************************************\n"）;

printf（"\n\n"）;

printf（"\t0.退出系统。

、\n"）;

printf（"\t1.输入信息，并写入数据文件。

\n"）;

printf（"\t2.对给定的文件进行加密。

\n"）;

printf（"\t3.对给定的文件进行解密。

\n"）;

printf（"\t4.显示文本文件的内容。

\n"）;

printf（"\t5.统计某单词在文件中出现的次数。

\n"）;

printf（"\n\n"）;

printf（"\t请选择（0--5）:

"）;

}

voidshuru（void）/*输入函数*/

{

FILE*fp;

intx=1;/*定义x=1,输入*/

charch,fname[M];

while（x）

{

printf（"\n\n键入要输入信息的文件名:

"）;

scanf（"%s",fname）;/*输入文件名*/

if（（fp=fopen（fname,"w"））==NULL）/*若不能打开*/

{

printf（"存储空间不足!

!

!

\n"）;

exit（0）;

}

else

{

printf（"请输入文档的内容:

（以Ctrl+z结束）\n"）;

fflush（stdin）;

while（（ch=getchar（））!

=EOF）

fputc（ch,fp）;

fclose（fp）;

}

printf（"\n文档输入并保存成功！

"）;

printf（"继续创建文件并输入信息？

（按Y继续）"）;

x=judge（）;

}

}

voidjiami（void）/*加密函数*/

{

FILE*fp,*fp1;

charc,pd,fname[M];

intx=1;

while（x）

{

printf（"\n\n键入要加密的文件名称:

"）;

scanf（"%s",fname）;

if（（fp=fopen（fname,"r"））==NULL）

{

printf（"\n此文件未能打开，重新输入（按Y）？

"）;

fflush（stdin）;

x=judge（）;

}

else

{

if（!

fseek（fp,-（long）sizeof（char）,SEEK_END））pd=fgetc（fp）;

/*判断文件是否已进行加密步骤*/

if（pd=='$'）

{

printf（"\n文件已使用本程序加密!

!

!

"）;

printf（"重新输入要加密的文件名（按Y）？

"）;

x=judge（）;

fclose（fp）;

}

else

{

rewind（fp）;

if（（fp1=fopen（"","w"））==NULL）

{

printf（"存储空间不足!

!

!

\n"）;

exit（0）;

}

printf（"\n加密后的文档:

\n\n"）;

while（（c=fgetc（fp））!

=EOF）

{

fputc（c+520,fp1）;/*加密公式“c+520”*/

putchar（c+520）;

}

fclose（fp）;

fclose（fp1）;

fp1=fopen（"","a"）;

fputc（'$',fp1）;

fclose（fp1）;

remove（fname）;/*删除被加密的原文件*/

rename（"",fname）;/*加密后的文件名更改为原文件名*/

printf（"\n\n文档加密并保存成功!

"）;

printf（"继续加密文件？

（按Y继续）"）;

x=judge（）;

}

}

}

}

voidjiemi（void）/*解密函数*/

{

FILE*fp,*fp1;

charc,pd,fname[M],mm[N],mima[N];

intx=1,y=1,z=0;

while（y）

{

system（"cls"）;

printf（"\n\n请输入进入解密系统的密码:

"）;

scanf（"%s",mm）;

if（strcmp（mm,mima）==0）/*验证密码，判断字符串是否相等*/

{

y=0;

while（x）

{

fflush（stdin）;

printf（"\n\n键入要解密的文件名称:

"）;

scanf（"%s",fname）;

if（（fp==fopen（fname,"r"））==NULL）

{

printf（"\n此文件未能打开，重新输入（按Y）？

"）;

fflush（stdin）;

x=judge（）;

}

else

{

if（!

fseek（fp,-（long）sizeof（char）,SEEK_END））pd=fgetc（fp）;

if（pd!

='$'）

{

printf（"\n文件未曾使用本程序加密!

!

!

"）;

printf（"重新输入要加密的文件名（按Y）？

"）;

x=judge（）;

fclose（fp）;

}

else

{

rewind（fp）;

if（（fp1=fopen（"","w"））==NULL）

{

printf（"存储空间不足!

!

!

\n"）;

exit（0）;

}

printf（"\n解密后的文档:

\n\n"）;

while（（c=fgetc（fp））!

='$'）

{

fputc（c-520,fp1）;

putchar（c-520）;

}

x=0;

fclose（fp）;

fclose（fp1）;

remove（fname）;/*删除被解密的文件*/

rename（"",fname）;/*解密后的文件名更改为原文件名*/

printf（"\n\n文档解密并保存成功!

"）;

printf（"继续解密文件？

（按Y继续）"）;

x=judge（）;

}

}

}

}

else

{

printf（"\n\n密码输入有误!

\n"）;

printf（"\n重新输入密码？

（按Y重新输入）\n"）;

y=judge（）;

z++;

if（z==E）

{

printf（"\n对不起，您输入错误次数太多，请仔细回想密码!

\n"）;

y=0;

}

}

}

}

voidshow（void）/*显示函数*/

{

FILE*fp;

charfname[M];

intx=1;

while（x）

{

printf（"\n\n键入要显示的文件名称:

"）;

scanf（"%s",fname）;

if（（fp=fopen（fname,"r"））==NULL）

{

printf（"\n此文件未能打开，重新输入（按Y）？

"）;

x=judge（）;

}

else

{

printf（"\n%s的内容是:

\n\n",fname）;

while（!

feof（fp））/*判断是否为文件末尾*/

putchar（fgetc（fp））;

printf（"\n"）;

fclose（fp）;

printf（"\n继续显示文件（按Y继续）？

"）;

x=judge（）;

}

}

}

voidcount（void）/*统计单词数函数*/

{

charfname[M],

word[W],/*要统计的单词*/

str[F],/*保存文档内容*/

nword[M];/*从内容读取的单词*/

inti=0,j,z=0,count=0,x=1,t;

FILE*fp;

while（x）

{

printf（"\n\n键入要查找单词的文件名称:

"）;

scanf（"%s",fname）;

if（（fp=fopen（fname,"r"））==NULL）

{

printf（"\n此文件未能打开，重新输入（按Y）？

"）;

x=judge（）;

}

else

{

while（!

feof（fp））

str[i++]=fgetc（fp）;/*将文档内容存入字符串数组*/

printf（"\n键入要统计个数的单词：

"）;

scanf（"%s",word）;

t=strlen（word）;

for（j=0;j

word[j]=tolower（word[j]）;/*使要统计单词均是小写字母*/

for（j=0;j

{

if（isalpha（str[j]））

{

str[j]=tolower（str[j]）;

nword[z++]=str[j];

}

else

if（z!

=0）

{

nword[z]='\0';/*保证字符串结束*/

if（strcmp（word,nword）==0）

count++;

z=0;

}

}

fclose（fp）;

printf（"\n文档中有%s的单词数为：

%d\n",word,count）;

count=0;

i=0;

printf（"\n继续统计单词个数（按Y继续?

"）;

x=judge（）;

}

}

}

intjudge（void）/*是否继续判断函数*/

{

charch;

fflush（stdin）;

scanf（"%c",&ch）;

if（ch=='y'||ch=='Y'）

return1;

else

return0;

}